JPS6059163A - 芳香族ポリアミド不織布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、上の利用分野 本発明は、゛たわみ′のない平坦性の良好な芳香族ボリ
アミド不織布を製造覆る方法に関するものである。

従来技術 芳香族ポリアミド繊維からウェブを形成し、これを加熱
加圧して不織布を製造することは従来周知であり、かか
る不織布の製造Ｉｊ法とし−Ｃ例えば次のような方法が
提案されている。

１）延伸熱処理した芳香族ポリアミド短繊組を用いてウ
ェブを形成し、このウェブに芳香族ポリアミドのアミド
系溶剤溶液を含浸し、しかる後つ１ブから前記溶剤を除
去した後、熱ローラによつ−Ｃ加熱加圧づる方法（特公
昭４７−３６２２８号）。

２）延伸熱処理した芳香族ポリアミド短繊組（Ｒ）と未
延伸の芳香族ポリアミド繊組（Ｍ）又は延伸後未熟処理
の芳香族ポリアミド短１ｉ［［Ｅ（Ｆ）とを混合してウ
ェブを形成し、該ウェブを熱［１−ラ等により加熱加圧
する方法（特開昭５８−１４４１５２〜１４４１５４号
）。

しかしながら、このような方法で製造した芳香族ボリア
ミド不織布、特に高温の熱ローラによって加熱加圧して
製造したものは、製造時の条件をいかに調整しても製品
不織布に“たわみ″が発生し、これが該不織布の商品価
値を著しく低下させている。

この′たわみ″は、出来上った不織布の寸法が該不織布
の中央より両端（幅方向の両端）が５〜１０ｓ／ＴＩ’
Ｌ程度知かいために起るものであり、実際には前記熱ロ
ーラによる加熱加圧時に不織布の収縮が起り、その時の
張力のががり具合の異る不織布の中央と両端において収
縮の量が異るためと思われる。

この現象は、不織布の原料中に未延伸ｍ維２部分廷仲繊
維、あるいは延伸未熱処理ｍ維を含む場合に特に顕著で
ある。

発明の［１的 本発明の目的は、現在一般に採用されている熱ローラに
よりウェブを加熱加圧して不織布を製造する方法におい
て、前述の如き“たゎみ″が実質的に存在せず平坦性に
すぐれてＪ３す、しかも諸物性の改善された芳香族ポリ
アミド繊維を製造する方法を提供することにある。

発明の構成 前述の目的は、本発明にしたがって、芳香族ポリアミド
ＩＩＮよりなるウェブを高温・高圧で加熱加圧して形成
した不織布を、さらに縦横両り向に緊張しつつ熱処理覆
ることによっＣ達成される。

本発明でいう「芳香族ポリアミド」とは、酸成分及びア
ミン成分の両方が実質的に芳香族化合物であるポリアミ
ドを総称する。かかる芳香族ポリアミドとしては、主た
る繰返し単位が、しかし、重合体分子鎖中にパラ配向の
モノマー単位を含むことは勿論可能であり、例えば、の
ような基を含んでもよい。

本発明ｅは、これらの芳香族ポリアミドの中でも、ポリ
（メタフェニレンイソフタルアミド）又はこれを９０モ
ル％以上含むコポリアミドが特に好ましい。

これらの芳香族ポリアミドから繊肩１を製造するには、
公知の紡糸方法及び延伸・熱処理方法が採用される。

例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維のＷ
　ｍ方法としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミ
ドを溶解した紡糸原液を乾式あるいは湿式あるいは半乾
半湿のいずれかの方法で紡糸し、次いで水洗し、清水延
伸を施した後、乾燥し、更にカラス転移温度以上で延伸
熱処理する工程をとる。

本発明に於ては、前記工程のうち、１．０５〜４倍に清
水延伸後、更にガラス転移温度以上（例えば２５０〜４
００℃）で全延伸倍率が２．５〜５倍となるＪ：うに延
伸熱処理された実質的に配向結晶化した繊Ｉｔ、　（Ａ
　）と、清水延伸を施した段階で取り出した部分的に配
向結晶化した１８１（［（１３＋　）及び／又は、紡糸
し次いで水洗を施した後に取り出した配向結晶化のして
いないｍ帷（Ｂ２）とを、混合して使用するのが好まし
い。本発明に於ては、ウェブの１０〜９０重間％が部分
的に配向結晶化し！こ繊１１（Ｂ＋）及び／又は未配向
未結晶化１ｊＪｉ紺（Ｂ２）（以下、これらを１−実質
的に配向結晶化しＣいない繊維（Ｂ）」と総称すること
がある）より不織布を構成するのが好ましく、最も好ま
しいのは、全体の３０〜７０重量％が実施的に配向結晶
化しＣいないｍ紺（Ｂ）により構成する場合である、。

本発明者らの研究によれば、前記の配向結晶化したＩｌ
ｉ維（Ａ）及び部分的に配向結晶化しＩＣ繊繊組Ｂ１）
の繊度は、５デニール／フイラメン］・以下、特に３デ
ニール／フイラメン］・以下が好ましく、未配向未結晶
化繊１ｆｔ（Ｂ２）の繊度は、３デニール／フイラメン
トより大きいものが好ましい。

前記繊維（Ｂ２）としでは、その内部にアミド系極性溶
媒を含むものでもよく、例えば、紡糸直後の水洗を全く
又は十分に行わない未延伸繊維を用いることもできる。

この場合、繊維中の溶媒含有聞は繊維重量に対し３〜２
０％が好ましい。溶媒含有ｍがこの範囲内にある溶媒含
有未延伸繊維を用いるときは、後述のウェブ形成後の可
塑剤処理を行った場合と同様の効果を得ることができる
。

なＬ１３、本発明において、製品の耐熱性を損わない範
囲で、芳香族ポリアミド繊維に対し小割合の他の耐熱性
繊維を併用づることも可能であり、例えばポリメタフェ
ニレンイソフタルアミド等の芳香ｈＸポリアミド繊維の
ほかに、１０重量％以下の割合で芳香族ポリエステル繊
維、炭素繊維、無機繊維、ガラスｕＡ紺、金属繊維等を
含んＣもよい。

前記（Ａ＞（Ｂ）の繊維を用いて、本発明の不織イ１１
を製造りる場合、前記繊維を混合して、それ自体公知の
方法でウェブ化し、得られた混合ウェブに極性アミド溶
媒及び／又は水よりなる可塑剤をイ」着せしめた状態で
熱圧ローラにより高温高圧で加熱加圧する方法を採用す
ることもでき、また繊維（Ａ）からなるウェブと繊維（
Ｂ）からなるウェブを積層したのち、前記と同様の方法
によって可塑剤処理し、加熱加圧する方法を採用してｂ
よい。後者の場合は、ＩＩ帷（Ｂ）を主体とづるウェブ
を中間層とし、その両側に繊維（Ａ＞を主体とするウェ
ブを積層して表層部を形成するにうに構成するのが好ま
しく、該中間層は全体の不織イ１１の２０〜１０重量％
となるように積層づるのが好ましい。このようにすると
、得られる不織布の断面り向に粗密の状態が好ましく変
化した構造を４１１Ｊる製品となり、前記の場合は中間
層が特に緻密な構造を有するものとなる。もちろん、製
品の用途に応じて、表層部に１１ｉＩ（ｔ（Ｂ＋及び／
又は（−３，）を主体とするウェブを配し、中間層に繊
維（Ａ＞を主体とＪるウェブを配するように積層し−（
しよく、また、各層における繊維の配合υ１合を変化さ
ぜＣもよい。

一般に、ウェアを製造する方法としＣは、例えば（ａ）
捲縮を付与したステーブルをフラノ１〜カード又はロー
ラカード等のカード機により開繊化しシート状にする方
法、（ｂ）長繊維のｊ〜つを積層したものを、針を植え
た一対の末広がりベル１〜を用いＣ幅方向に延展Ｊるい
わゆる長繊維のトウ間繊法によってシート状とする方法
、（Ｃ）長繊維をベル１へ上にランダムに積層すること
によってシー１〜状とする方法、あるいは、（ｄ）５〜
２０゜程度の短繊維を水又は空気を用い一τ分散後、網
上に捕集して１ｎられるシート状物等を、例えばニード
リング、接着剤処理等の手段を用い絡合もしくは結合さ
せる方法等が採用される。

つＪ−ブに（１着させる可塑剤として、極性アミド系溶
媒を用いる場合、好ましい溶媒としては、例えばＮ−メ
チル−２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメヂル小ルムアミド
、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素、
Ｎ−メチルカプロラクタム、Ｎ−メチルピペリジン、あ
るいはこれらの肚合物を挙げることができる。

前記溶媒の水溶液の場合は、その濃度を１重量％以上、
特に３〜１５重世％とするのが好ましい。

前記極性アミド溶媒単独又はその水溶液の、芳香族ポリ
アミドｖａ帷からなるウェブへの付着量は、ウェブに対
し、極性アミド溶媒に換算して０．５〜２００重量％、
特に１〜１００重量％が９Ｔましい。

一方、可塑剤が水である場合は、イー１着早−ウニブに
対して１０〜２５０重量％が好ましい。

ウェブに極性アミド溶媒及び／又は水からなる可塑剤を
付着りる方法は、つ■ブに均一にｆＪ着りることができ
る通常工業的に用いられている方才人が使用でき、例え
ばスプレー法又は含浸法等を挙げることができる。

本発明の不織シートを得るＩこめの加熱加圧条件は、ウ
ェブに付着する極性アミド溶媒及び／又【ま水の付着量
に影響されるので、これらの条１′１を考慮して適宜選
択することによつ°Ｃ決めるべきぐあるが、通常、温度
２００〜４００℃、圧力（線圧）！ｉ（１〜６００ｋｇ
／Ｃｍの条件で行う。なお、繊維中にアミド系極性溶媒
を含むものを用い、可塑剤処理をしない場合は３００〜
４００℃の温度が０７ましい。

加熱加圧時の温度が２００℃より低い場合（ま、素材が
芳香族ポリアミドｍ維であるため、融着性ｈ＜低く、機
械物性の充分なものが得られなｕ）、ｉ度が４００℃よ
り高い場合は、通紙速度との兼ね合いもあるが、芳香族
ポリアミド繊維が熱劣化を起こし、黄変する等の問題が
でてくる。

圧力は低過ぎると融着が不充分となる。高い方はいくら
高くてもかまわないが、１ネルギー的に無駄であり線圧
６００８９／ｃｍまでが好ましい。

加熱加圧法は、二本以上の熱圧ローラを用いて行う必要
がある。この際の通紙速度は３〜１５７１Ｌ／分が好ま
しい。

以上のような方法により製造された不織布、あるいは他
の方法で芳香族ポリアミド短繊維から成るつＩブをＵ−
ラにＪ：り高温・高圧で加熱加圧して製造された不織布
は、本発明に従って、縦横両り向に緊張しつつ熱処理さ
れる。

この緊張熱処理においては、不織布を当初から伸張する
必要はないが、熱処理開始から終了までの一時期から不
織布が実質的に緊張される場合を含めで、少くとも熱処
理時に不織布が縦・横の両方向に緊張された状態にある
ことが必要である。

したがって、熱処理を実施する方法としては、例えば、 １）金枠等に不織布を固定し定長状態で熱処理する方法
、 ２）両端部に針（ビン）を植えた加熱ローラに不織布を
沿わせながら巻き取り、実質的に縦＜ｍ械）方向及び横
（幅）方向に緊張さｕＣ熱処理する方法、 ３）連続した不織布の両端（耳部）を把持して加熱領域
を通過させて熱処理する方法、及び４）不織布を１１を
植えた２本のヂエーンに戦けて固定しながら加熱領域を
通過さけて熱処理する方法 等が採用される。

熱処理に際し、不織布中に前記可塑剤が存在リ−ること
が好ましい。この場合の可塑剤としては前述したものが
用いられるが、なかでも極性アミド系溶媒の希薄水溶液
が特に好ましく、該溶媒の存在量は不織布重量を基準に
して１〜１０重間％程度が好適である。

適当な熱処理温度は、可塑剤の存否や不織布形成時の加
熱加圧処理の温度等によって変化するが、一般に２５０
〜４００℃、殊に２８０〜３５０℃の範囲内がりＩまし
く、前記加熱加圧処理の温度より高い温度がよい。

一般に、熱処理温度が低過ぎると“″たわみ″除去の効
果が乏しく、高過ぎると不織布が容色するので、好まし
くない。

熱処理時間は可塑剤の存否、鰻１種類や熱処理温度によ
って異るが、一般に数秒〜数分であり、１０秒〜３分間
程度が好ましい。

発明の効果 前述の如き本発明によれば、“たわみ″が全くないか又
は著しく少ない、平坦な芳香族ボリアミド不織布が４７
られる。しかも、従来法による不織布に比べ、強伸度特
性が改善され、収縮率も小さくなって、より商品価値の
高いものとなる。

したがって、この不織布は、通常の不織布用途のみなら
ず、熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグとしたり、樹
脂金没後硬化させてハニカム・コ＋１　杓φｅ：ＭＡ　
愈講４（ｕしｌ　−７’　ｆ；　ｔｋ　ｌ一体１’ＴＩ
　４−　ｖ　−１−ｇ−ｙ。

きる。

特に、前述したような特殊な方法で製造した不織布は、
前述の利点に加え、緻密性が高く且つ均一な微細孔（空
隙）を有するため、樹脂の含浸性が良好で、しかも驚く
べきことに含浸硬化後の強度に１ぐれている。このため
この不ＩＩＡ　ｔａ＋は、複合材料用の素材として有用
であるが、この分野では特に基材不織布の平坦性が要求
されるため、本発明の工業的価値が特に大である。

実施例 次に本発明の実施例及び比較例を詳述する。

なお、例中の１．Ｖ、はポリマーの固有粘度（Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン溶液として測定）、熱収縮率は試料
を自由状態で３００℃にて３０分間加熱したときの収縮
率である。

実施例１ メタフェニレンジアミン１００モル部をテトラヒドロフ
ランに溶解した溶液に、テレフタル酸クロライド５モル
部及びイソフタル酸りＬ１ライド９５Ｅル部をテトラヒ
ドロフランに溶解した溶液を撹拌しながら徐々に添加し
てポリマーを得た。得られたポリマーの１．Ｖ、は１．
３５であった。

このポリマーを水洗、乾燥後、Ｎ−メチル−２−ピ１」
リドンに溶かしてドープとなし、塩化カルシウム水溶液
からなる凝固浴中に吐出させて紡糸した。得られた未延
伸糸を清水中で２．４倍に延伸した［得られた糸を清水
延伸糸と称するコ。

この清水延伸糸をさらに２５０℃の熱板上で１．７５倍
に延伸した［ここで得られた糸を延伸熱処理系と称する
］。

それぞれの糸に捲縮を施し、５１　ｍｍ長にカットして
繊度１．５デニールの短１１１１ｔ（ステープル・ファ
イバー）を得た。

次に、清水延伸糸からの原綿と延伸熱処理系か、らの原
綿とを６：４の割合で混合してカードウェブとなし、こ
のウニＬブを温度３６０℃、Ｆｌｌ圧４００Ｋｒｔ／　
ｃｒｇの条件でローうによりプレスした。この段階′ｃ
管られた不織布は、目付５０ｇ／　ｒｒＬ、、密度０．
５５ｇ／ｃＭであった。また強度は２．９９　／　１５
ｍｍ　、伸度は２．５％であり、″“たわみ″は０．５
ｍに対して２＃＋ｍ、熱収縮率は２．９％であった。

次に、この不織布を、縦横両方向に緊張を句えつつ３５
０℃で２分間緊張熱処理したどころ、強度は３．６９　
／　１５．　、伸度３．５％、゛たわみ″はＯｍｍ　。

熱収縮率は１％であった。

実施例２ 実施例１におけるカードウ１ブに対し、Ｎ−メチル−２
−ピロリドンの３％水溶液をウェブ１００重量部に対し
て　１００部散布し、２８０℃、２０（ｌｌｆｇ／ｃｍ
でローラでプレスした。

得られた不織布は目付６７ｇ／ＴＩｔ、密度１．１５４
？／　ｃＭ　、強力４．４　’Ｊ　／　１５ｍｍ、伸度
２．１％、熱収縮室４．７％（長手方向５．０％１幅り
向４．３％）、”／こわみ″は０．５朧に対し１．９＃
ＩＩＩ＋であった。

この不織布に、Ｎ−メチル−２−ピＩ」リドンを３％残
留させた状態で緊張下にて２８０℃、３２０℃。

３５０℃の各温度で緊張熱処理したどき、“たわみ″は
全てＯとなり、熱収縮率は、それぞれ３．４％。

２．０％、１．２％であった。

比較例

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）芳香族ポリアミド繊維よりなるウェブをローうによ
   り高温・高圧で加熱加圧して形成した不織イｌ＋を」さ
   らに縦横両方向に緊張しつつ熱処理することを特徴とづ
   る平坦性の良好な芳香族ボリアミド不織布の製造方法。 ２）熱処理を、２５０〜４００℃の温度で行う特許請求
   の範囲第１項記載の芳香族ボリアミド不織布の製造方法
   。 ３）熱処理を、不織布製造時のプレス温度より高い）品
   度で行う特許請求の範囲第１項又は第２項記載の芳香族
   ボリアミド不織布の製造方法。 ４）熱処理を、不織布に可塑剤を含ませた状態で行う特
   許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の芳香族ボ
   リアミド不織布の製造方法。